Dissertations / Theses: 'Coefficient transfert chaleur'

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Mpiana, Kabongo M. "Etude du coefficient de transfert de chaleur d'un élément chauffant placé dans une couche fluidisée." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1987. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/213469.

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Surugue, Evelyne. "Étude de l'influence de la puissance de l'échangeur sur la stratification dans un ballon de stockage d'eau chaude sanitaire : contribution à l'étude du coefficient d'échange des échangeurs serpentins." Paris 12, 1988. http://www.theses.fr/1988PA120021.

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Abstract:

Probleme de la convection prpvoquee par le serpentin de chauffage dans un ballon d'equ chaude, et entrainant une modification de la stratification thermique. Modelisation. Calcul des dimensions geometriaues de l'echangeur

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Khalfi, Mohammed-Seghir. "Étude de l'influence de l'humidité de l'air sur le coefficient de transfert de chaleur d'une batterie froide en présence ou non de condensation." Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10294.

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Abstract:

Les objectifs de ce travail expérimental portent, d'une part, sur la caractérisation d'une batterie froide lors d'un refroidissement d'air avec ou sans condensation et d'autre part sur l'étude de l'influence de l'humidité de l'air sur le coefficient de transfert de chaleur. Son originalité consiste à explorer un nouveau paramètre susceptible d'influencer le coefficient de transfert de chaleur. Dans le but de déterminer la fraction de la surface d'échange concernée par la condensation, nous avons mis au point un modèle qui permet de calculer la température de la surface d'échange en décomposant l'échangeur en petits éléments.

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Bouloc, François. "Étude expérimentale du coefficient de transfert thermique dans une ligne d'échappement présentant une singularité." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2078.

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Abstract:

Le présent travail porte sur l'étude expérimentale des transferts thermiques au sein d'une ligne d'échappement présentant une singularité de type coude à angle droit. On étudie l'influence de la fréquence d’intermittence de l’écoulement des gaz d'échappement et du débit masse moyen sur la valeur du coefficient de transfert gaz-paroi. L'application principale de cette étude est la conception de nouvelles lignes d'échappement permettant de réduire l'émission de polluants. Un dispositif expérimental à été conçu dans le but de réaliser des expériences dans des conditions bien maîtrisées, et permettant une exploitation et une interprétation des résultats plus aisée que pour les mesures obtenues sur banc moteur. Ce dispositif permet de générer un écoulement d'air chaud intermittent, et de mesurer le coefficient de transfert instantané dans deux géométries représentatives des lignes d'échappement : un tube droit et un coude. L'instrumentation à été étudiée et réalisée dans le but de réduire au maximum le caractère intrusif de la mesure. Pour les mesures du champ de température dans l’écoulement de gaz, on a recours à des sondes de température à deux thermocouples afin de s’affranchir de l’inertie thermique des capteurs. On utilise notamment la méthode de Tagawa pour remonter à la température réelle de l’écoulement. Les résultats expérimentaux montrent que, quelles que soient les conditions de fréquence et de débit, le coefficient de transfert à l’interface canal - écoulement intermittent est supérieur à celui de que l’on estime dans les même condition de température et de débit masse à l’interface écoulement continu-paroi. Ce résultat est vrai aussi bien pour le tube droit que pour le coude. Enfin, on à pu observer qu'il y a un pic d'intensification du coefficient de transfert à une fréquence précise, qui diffère selon que l’on considère le canal droit ou celui coudé
The present work focus on the experimental study of heat transfer in an exhaust pipe composed of a bend with a right angle. We study the influence of intermittence frequency and mass flow on the value of the heat transfer coefficient gas-wall. The main application of this study is the conception of new exhaust pipe allowing to reduce pollutant rejection. An experimental device was set up in order to achieve experiments in well-controlled conditions, allowing to obtain measures more easily understood than those obtain on engine test rig. This experimental device is designed to generate a hot intermittent airflow and to measure the instantaneous heat transfer coefficient in the two geometries of the exhaust pipe: a straight pipe and right angle bend. The instrumentation was studied and made in order to reduce as much as possible the intrusive character of measurement. For gas temperature measurement, we use a two thermocouples probe to be free from their inertia. Tagawa's method is used to estimate the real gas temperature. The experimental results show that whatever is the frequency or the mass flow, the heat transfer coefficient between the intermittent gas flow and the wall is greater than the one estimated in the same conditions with a continuous flow. This is verified for both straight pipe and bend. It was observed that a intensification peak occurs for a specific frequency, which is different whether the straight pipe or the bend is under consideration

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Darolles, Danielle. "Couplages transferts de chaleur et de masse a la surface de materiaux poreux utilises en genie civil lors de sechages en ecoulements turbulents." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30080.

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Abstract:

Equations du transfert de chaleur dans le milieu poreux, et definition du coefficient d'echange de masse, avec sa relation au coefficient d'echange de chaleur. Dispositif experimental de sechage et caracteristiques mesurees de l'ecoulement. Experiences realisees de sechage et coefficients calcules d'echange de masse a la surface des echantillons, avec comparaison aux resultats obtenus par un modele de simulation monodimensionnel

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Sandid, Mohamed Habib. "Contribution à l'étude des aéroréfrigérants : comportement des tubes à ailettes à haute température." Valenciennes, 1987. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/25a3d1c4-6ca4-4edb-b0f4-1e509e6f0c38.

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Barbosa, Ana Lucia dos Santos. "Contribution à l'étude du transfert thermique dans des lits fluidisés : détermination du coefficient de transfert de chaleur entre un lit fluidisé et de petits objets immergés." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT008G.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude du transfert de chaleur à haute température entre un lit fluidisé et des objets immergés. Des valeurs du coefficient de transfert de chaleur global ont été déterminées à partir de l'évolution, au cours du temps, de la température des sondes sphériques et cylindriques de différents matériaux immergées dans des lits fluidisés. Les particules (sable, carbure de silicium et corindon), fluidisées par de l'air, appartiennent au groupe B de la classification de Geldart. La température a varié de l'ambiante jusqu'à 1273 K et la vitesse de fluidisation d'une valeur correspondant à la vitesse mnimale de fluidisation jusqu'à 5 Umf. Pour vérifier l'influence du bullage sur le coefficient de transfert de chaleur, différents distributeurs ont été utilisés et des mesures de fluctuation de pression ont été réalisées à un niveau donné du lit. Les différences entre les résultats expérimentaux obtenus avec différentes sondes sont interprétées par la prise en compte d'une résistance de contact dans le comportement thermique des sondes. Des corrélations générales ont été proposées pour la prédiction de la vitesse minimale de fluidisation et du coefficient de transfert de chaleur maximale

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Dutel, Laurence. "Contribution à l'étude d'un nouveau coefficient de pertes d'énergie thermique en régime transitoire dans un local aveugle : analyse des composants radiatives et convectives des flux entrants dans les parois." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10116.

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Abstract:

Relevés de 50 spectres thermiques de 6 h, pour un gradient de température (air intérieur/extérieur) de 10°C. Introduction d'un facteur de perte énergétique en volume transitoire. Étude de l'efficacité des systèmes d'isolation, avec la primauté de l'isolation par l'intérieur, des plafonds isolants et des sources rayonnantes. Séparation des composantes radiatives et convectives des flux par de nouveaux fluxmètres de type mosaïque.

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Liani, Bachir. "Calcul du coefficient d'émission nette dans les plasmas thermiques formés de mélanges de gaz et de vapeurs métalliques." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30006.

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Abstract:

Cette etude porte sur le calcul de la puissance rayonnee emise par des plasmas d'arc composes de melanges de gaz et de vapeurs metalliques (sf#6-cu, ar-cu, n#2-cu et ar-fe), et sur la determination des champs de temperature dans des plasmas d'arc en regime stationnaire. Le plasma est suppose en equilibre thermodynamique local, la temperature varie de 5000 a 30000 k, la pression de 1 a 8 atm et la concentration relative de la vapeur metallique ne depasse pas 10%. Ce calcul a ete realise dans une premiere partie dans le cas d'un plasma cylindrique isotherme, ce qui permet d'utiliser les facteurs de fuite dans le calcul du transfert radiatif des raies (avec un profil de voigt). Cette approximation reste valable tant que les gradients de temperature pres de l'axe sont faibles. La presence de la vapeur metallique conduit a une augmentation du rayonnement, particulierement a faible temperature. L'influence de la vapeur metallique sur le rayonnement depend de la nature de celle-ci (elle est plus forte avec le fer qu'avec le cuivre), et aussi de la nature du gaz que contient le melange (elle est plus ressentie dans l'argon que dans le sf#6). L'effet de la vapeur metallique sur le rayonnement et le role joue par celle-ci dans l'augmentation de la conductivite electrique tendent a abaisser la temperature axiale. Dans les arcs a faible courant, l'effet de la vapeur metallique sur la conductivite electrique est preponderant, alors que l'effet sur le rayonnement provoque l'abaissement essentiel de la temperature axiale a fort courant. Les resultats du coefficient total d'admission nette sur l'axe d'un plasma cylindrique non isotherme (profil reel de temperature) montrent que le rayonnement calcule dans le cadre de l'approximation isotherme est sous-estime

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Moudachirou, Idriss. "Transfert thermique et perte de charge pour un fluide de Herschel-Bulkley thermo-dépendant." Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10226.

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Abstract:

On se propose d'étudier numériquement et expérimentalement des lois de l'écoulement et du transfert de chaleur pour des fluides non newtoniens thermodépendants, en écoulement laminaire dans une conduite cylindrique de section circulaire, chauffées à la paroi à densité de flux de chaleur. On s'intéresse aux fluides pseudoplastiques dont le comportement peut être modélisé par la loi de Marschel-Bulkley. On met clairement en évidence l'incidence d'un champ thermique imposé sur la distribution des vitesses, sur les lois de perte chargé et sur les lois de transfert de chaleur qui en résultent. Outre les paramétrés classiques, on propose pour le coefficient de frottement et le coefficient d'échange de chaleur des corrélations

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Malendoma, Carelle. "Détermination du coefficient de transfert de chaleur dans un lit de particules avec agitation, cas particulier des pneumatiques usagés." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq25662.pdf.

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Landelle, Arnaud. "Experimental and numerical study of transcritical Organic Rankine Cycles for low-grade heat conversion into electricity from various sources." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI090/document.

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Abstract:

Le Cycle Organique de Rankine (abrégé ORC de l’anglais Organic Rankine Cycle) est une technologie permettant la conversion de chaleur basse température en électricité. L’ORC transcritique a été identifié comme une solution prometteuse pour la valorisation de la chaleur fatale. Cependant, peu d’installations expérimentales ont permis de confirmer ces performances. Ce travail de thèse présente le fonctionnement et l’optimisation d’ORC sous-critique et transcritique pour la conversion de chaleur basse température en électricité à partir de différentes sources. Premièrement, les contextes thermodynamique et technologique de l’ORC sont présentés. Des critères de performance énergétiques et exergétiques sont définis et appliqués à une base de données d’installations expérimentales afin d’exposer l’état de l’art actuel des ORC. Deuxièmement, les outils numériques et expérimentaux, spécifiquement développés ou utilisé pour ces travaux, sont présentés. Trois installations expérimentales d’ORC transcritique complet ou incomplet fournissent les données expérimentales. Différents modèles numériques sont utilisés : sous l’environnement Matlab pour la modélisation en permanent, l’analyse des données expérimentales et l’analyse énergétique/exergétique ; L’environnement Modelica/Dymola pour l’analyse des transitoires et de la dynamique du système. Dans un troisième temps, ces différents outils sont utilisés pour étudier quatre différentes problématiques : - Le fonctionnement de la pompe de circulation est étudié, d’un point de vue énergétique et volumétrique. Des modèles semi-empiriques et des corrélations de performance sont présentés. - Les transferts thermiques en supercritique sont examinés, en local et en global. Les coefficients de transfert thermique sont comparés avec différentes corrélations de la littérature. - L’influence de la charge de réfrigérant sur les performances et le comportement de l’ORC est analysée. La charge optimale est estimée pour différentes conditions de fonctionnement et des mécanismes de régulation de la charge sont présentés. - Les performances énergétiques et exergétiques de l’ORC sont comparées avec la base de données. Une analyse exergétique du procédé a permis d’identifier des voies d’amélioration
The Organic Rankine Cycle (ORC) is a technology used for low-grade thermal energy conversion into electricity. Transcritical ORC has been identified as a solution for efficient waste heat recovery. However, few experimental tests have been conducted to confirm the interest of transcritical ORC and investigate its operational behaviors. The work presented focuses on the operation and the optimization of subcritical and transcritical Organic Rankine Cycles for low-grade heat conversion into electricity from various heat sources (solar, industrial waste heat). First, the thermodynamic framework of ORC technology is presented. Energetic and exergetic performance criteria, appropriate to each type of input source, are introduced and selected. The criteria are later applied to a database of ORC prototypes, in order to objectively analyze the state-of-the-art. In a second step, the experimental and numerical tools, specifically developed or used in the present thesis, are presented. Three subcritical and transcritical ORC test benches (hosted by CEA and AUA) provided experimental data. Numerical models were developed under different environments: Matlab for steady-state modeling, data processing and energy/exergy analysis. The Modelica/Dymola environment for system dynamics and transient operations. Lastly, the different tools are exploited to investigate four different topics: - The ORC pump operation is investigated, both under an energetic and volumetric standpoint, while semi-empirical models and correlations are exposed. - Supercritical heat transfers are explored. Global and local heat transfer coefficients are estimated and analyzed under supercritical conditions, while literature correlations are introduced for comparison. - Working fluid charge influence over the ORC performance and behavior is investigated. Optimal fluid charge is estimated under various operating conditions and mechanisms for charge active regulation are exposed. - ORC system performances and behavior are discussed. Through both an energetic and exergetic standpoint, performances are compared with the state-of-the-art, while optimization opportunities are identified through an exergetic analysis

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Fasol, Christian. "Hydrodynamique et transfert de chaleur dans un mélangeur statique Sulzer SMX avec des fluides rhéologiquement complexes." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL031N.

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Abstract:

Les mélangeurs statiques sont, grâce à leurs multiples avantages, de plus en plus utilisés dans l'industrie, en particulier lorsque les procédés font intervenir des fluides rhéologiquement complexes. Cette utilisation est cependant essentiellement basée sur l'empirisme et le savoir-faire. Nous avons étudié l'hydrodynamique, via la distribution des temps de séjour (DTS) et la perte de charge, et le transfert de chaleur, éventuellement couplés dans un type de mélangeur particulièrement adapté aux fluides visqueux: le mélangeur statique Sulzer SMX. Nous proposons un modèle de DTS basé sur l'association en parallèle pour chaque élément de mélangeur statique d'un écoulement piston et d'un réacteur parfaitement agité ; les deux paramètres à ajuster de ce modèle sont des fonctions d'un nombre de Reynolds généralisé qui tient compte de la rhéologie des fluides qui circulent dans le mélangeur. Nous proposons une corrélation pour le facteur de frottement en fonction de ce même nombre de Reynolds généralisé ; cette corrélation est valable qu'il y ait ou non couplage avec le transfert de chaleur. Le transfert de chaleur a été étudié de deux façons. D’une part par une approche globale et d'autre part par une approche prenant en compte l'hydrodynamique dans le mélangeur statique (connaissance de la DTS). Les corrélations obtenues concernant le coefficient de transfert de chaleur sont tout à fait comparables. Ce travail a été complété par deux études préliminaires: l'une a montré qualitativement l'efficacité du mélangeur à disperser du gaz dans des milieux rhéologiquement complexes ; l'autre a mis en évidence le caractère chaotique du mélange dans ce type de mélangeur

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Hou, Longfeng. "Etude numérique sur le modèle de coefficient d’absorption corrélé en multi spectral." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0068.

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Abstract:

Le transfert radiatif dû aux gaz joue un rôle important dans les applications industrielles comme les chambres de combustion, les sciences atmosphériques, etc. Plusieurs modèles ont été proposées pour estimer les propriétés radiatives des gaz. Le plus précis est l'approche dite Raie Par Raie (RPR). Cependant, cette méthode implique un coût de calcul excessif qui la rend inappropriée pour la plupart des applications. Néanmoins, elle reste la méthode de référence que nous utiliserons pour l'évaluation d’autres modèles approchés. Le modèle de coefficient d’absorption corrélé (Ck) est généralement suffisant pour de nombreuses applications. Cette méthode est réputée précise lorsque petits gradients de température sont rencontrés au sein du gaz. Toutefois, si le milieu gazeux est soumis à d'importants gradients de température, la méthode Ck peut conduire à des erreurs qui peuvent atteindre 50% en termes de flux radiatifs par rapport à des simulations de RPR. Le but de cette thèse est de proposer une version améliorée de la méthode Ck, appelée l'approche de coefficient d’absorption corrélé en multi spectral (MSCk). La principale différence entre les modèles Ck et MSCk est que, dans l'approche Ck les intervalles spectraux sur lesquels les propriétés radiatives des gaz sont moyennées sont choisis contiguës alors que, dans l’approche MSCk, ces intervalles sont construits afin d'assurer que le coefficient d'absorption soit corrélé sur ces intervalles. Par conséquent, l'hypothèse de corrélation dans l’approche MSCk est mieux adaptée que dans l’approche Ck. La construction de ces intervalles spectraux (en utilisant la méthode de classification automatique de données fonctionnelles) est détaillée. Cette approche est évaluée par rapport à la référence RPR dans plusieurs cas test. Ces cas traitent de mélanges de gaz (H2O-N2 et H2O-CO2-N2) dans l’intervalle de température [300-3000K]. Les résultats montrent que la méthode MSCk permet d'obtenir de meilleures précisions que les méthodes Ck tout en restant acceptable en termes de coût de calcul
Radiative heat transfer of gas plays an important role in industrial applications such as in combustion chambers, atmospheric sciences, etc. Several models [11] have been proposed to estimate the radiative properties of gases. The most accurate one is the Line-By-Line (LBL) approach. However, this technique involves excessive computation cost which makes it inappropriate for most applications. Nevertheless, it remains the reference approach for the assessment of other approximate models. The Correlated k-distribution method (Ck) [11] was shown to be a relevant choice for many applications. This method performs usually well, when only small temperature gradients are involved [21]. However, if the gaseous medium is subject to large temperature gradients, it may lead to errors that can reach 50% in terms of radiative heat fluxes when compared to LBL simulations [21]. The aim of the present paper is to propose an enhanced version of the Ck method, called the Multi-Spectral Correlated k-distribution approach (MSCk). The main difference between Ck and MSCk models is that in the Ck approach spectral intervals over which the radiative properties of the gas are averaged are chosen contiguous whereas, in the MSCk technique, those intervals are built in order to ensure that the absorption coefficient are scaled over them [27]. Accordingly, the usual assumption of correlated spectrum used in k-distribution approaches for the treatment of non uniformities is more acceptable in the MSCk case than in the Ck one. The building of those spectral intervals (using Functional Data Clustering, [52]) is detailed and the approach is assessed against LBL reference data in several test cases. These cases involve H2O-N2 and H2O-CO2-N2 mixtures in the [300-3000K] temperature range. Results show that the MSCk method enables to achieve better accuracies than Ck methods while remaining acceptable in terms of computational cost

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Ali, Adib Tarif. "Estimation et lois de variation du coefficient de transfert de chaleur surface / liquide en ébullition pour un liquide alimentaire dans un évaporateur à flot tombant." Paris, AgroParisTech, 2008. http://pastel.paristech.org/4544/01/2008AGPT0007.pdf.

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Abstract:

Le coefficient de transfert de chaleur est nécessaire pour concevoir et dimensionner un évaporateur utilisé pour concentrer un liquide, tel que rencontré couramment dans les industries alimentaires. Le coefficient de transfert de chaleur le plus variable et le plus incertain est du côté produit, entre paroi et liquide, noté « h ». Il varie à la fois avec les propriétés thermo-physiques du liquide traité (ηL, σL, λL, ρL, CpL, ω,. . . ) et avec les paramètres du procédés (type d’évaporateur, φ ou Δθ, Γ (δ), P, rugosité de la surface, encrassement, etc), ces grandeurs étant définies dans le texte. Mais h est aussi lié au régime d’ébullition (nucléée ou non nucléée), et pour les évaporateurs de type « flot tombant », au régime d’écoulement laminaire ou turbulent, selon le nombre de Reynolds en film Ref. Nous avons étudié le cas des évaporateurs « à flot tombant », très utilisés dans les industries alimentaires pour concentrer le lait et les produits laitiers, les jus sucrés, les jus de fruits et légumes. L’objectif de notre travail était de définir une méthode fiable et économique pour évaluer a priori le coefficient de transfert de chaleur h côté liquide en ébullition dans un évaporateur flot tombant. La première partie de la thèse a été consacrée à l’analyse bibliographique, qui a révélé une grande incertitude actuelle dans la prévision de h, sur la base des formules de la littérature, et des paramètres descripteurs proposés. La deuxième partie de la thèse a été de concevoir et construire un pilote utilisable pour estimer h, dans des conditions stationnaires connues et reproductibles. Dans la troisième partie, on présente les résultats et commente les lois de variations de h en fonction de la concentration de matière sèche du liquide XMS, de la température d’ébullition de liquide θL (ou P), du flux de chaleur φ ou Δθ, et du débit massique de liquide par unité de périmètre de tube Γ, pour des propriétés de surface de chauffe fixées (ici, paroi en acier inoxydable poli Rs≈0,8 μm). On commente l’effet sur h de chaque variable isolément, les autres étant maintenues constantes, ce qui confirme l’importance de la transition du régime non nucléé au régime nucléé, cette transition variant avec la nature du liquide, sa concentration, et le flux de chaleur. On a aussi montré la possibilité de modéliser un produit donné dans l’ensemble du domaine expérimental, où tous les paramètres peuvent varier simultanément, avec peu de coefficients, selon deux types d’équations (polynomiale et puissance). On a comparé le cas d’un liquide Newtonien (jus sucré) et non Newtonien (solution de CMC dans l’eau). On a aussi observé le débit de mouillage critique Γcri et ses lois de variation. On a aussi démontré la possibilité de simplifier le plan d’expérience, aussi bien pour les liquides Newtoniens que non Newtoniens, tout en gardant un coefficient de corrélation satisfaisant le domaine Γ > Γcri, cette modélisation pouvant servir de base de données produit pour l’ingénierie
The heat transfer coefficient value is necessary to calculate the eat exchange surface when designing an evaporator, as currently used to concentrate liquids in food industry. The boiling heat transfer coefficient on the liquid side (h) is the most uncertain and: it depends on the liquid thermo-physical properties (ηL, σL, λL, ρL, CpL, ω,. . . ) as well as on the process conditions (type of evaporator, φ ou Δθ, Γ (δ), P, surface roughness, fouling, etc). Also, h depends on the boiling regime (non-nucleate or nucleate) and on the flow regime (laminar or turbulent) according to the film Reynolds number in falling film evaporators. The objective of our work is to define an economical and robust method to estimate h in a falling film evaporator which is common in food industry for concentrating fruit juice, milk and sugar solutions. The first section of our study was a bibliographic analysis which revealed the important dispersion among the h values calculated from the formulas cited in literature The second section was to design and construct a laboratory scale falling film evaporator (pilot) used to estimate h at stationary parameters conditions. The third section was to describe the results and variation laws of h versus the liquid dry matter concentration XMS, the boiling temperature θL, the heat flux φ or temperature gap Δθ and mass flow rate per unit of perimeter length Γ (with describing the critical mass flow for some solutions) noted that the nature of heating surface is kept constant during our work. We described the effect of each variable separately on h where, the other variables being kept constant. Also we studied the transition from non nucleate regime, which varied with the nature of liquid and the liquid concentration. Finally, we presented the experimental models for h = f (XMS,θL,φ,Γ) for a Newtonian liquid (sugar solution) and non Newtonian solution (CMC) that may be used for industrial evaporator design after validation. We have also proposed a method for the simplification or the experimental design

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Douani, Mustapha. "Contribution à l'étude du couplage séchoir-pompe à chaleur à absorption fonctionnant avec le système eau-triethylène glycol." Toulouse, INPT, 1989. http://www.theses.fr/1989INPT011G.

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Abstract:

Parmi les procedes d'economie d'energie dans les operations de sechage, la pompe a chaleur a compression s'avere une des plus performantes. Toutefois, pour des fonctionnements a charge variable ou pour des recuperations d'energie dans les gaz humides a des faibles valeurs du point de rosee, la machine a absorption semble mieux appropriee. Une etude sur les differents absorbants de la vapeur d'eau a conduit au choix de melange eau-triethylene glycol dont l'acquisition des proprietes thermodynamique a ete entreprise. L'une des pieces maitresse de la pompe a chaleur a absorption est l'absorbeur siege de transfert simultanes de matiere et de chaleur: un travail a donc ete entrepris sur un absorbeur pilote (colonne a plateaux) pour lequel ont ete determines. 1) les parametres hydrodynamiques; 2) les coefficients de transfert; 3) les efficacites de plateaux en fonction des variables: debit et temperature. Afin de montrer l'interet du couplage, une etude du systeme a ete entreprise: la simulation de cet ensemble a permis de degager trois criteres: le coefficient de performance; le rendement exergetique; l'irreversibilite des differents composants et de montrer l'influence des variables caracterisant le sechage, la pompe a chaleur et les echangeurs thermiques. Devant les resultats encourageants de cette etude du systeme, il a ete entrepris une evaluation economique basee sur la methode developpee par chauvel et qui a conduit a la determination du temps de retour en fonction des differentes variables

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Benoit, Hadrien. "Récepteur solaire tubulaire à suspension dense de particules en écoulement ascendant." Thesis, Perpignan, 2015. http://www.theses.fr/2015PERP0045/document.

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Abstract:

Cette thèse, financée dans le cadre du projet européen CSP2, porte sur l'étude d'un nouveau type de récepteur solaire thermique à concentration utilisant comme fluide caloporteur une suspension dense de fines particules en circulation ascendante dans des tubes verticaux. Ladite suspension est obtenue par fluidisation de particules de classe A. Le principe consiste à créer un écoulement ascendant de la suspension dans un tube vertical exposé au rayonnement solaire concentré qui chauffe la paroi du tube, qui transmet ensuite cette chaleur aux particules, qui la transportent jusqu'à un cycle de conversion d'énergie pour la production d'électricité. Au contraire des fluides solaires classiques, les particules peuvent atteindre les hautes températures (> 700 °C) permettant l'utilisation de cycles à haut rendement de conversion (Brayton, cycles combinés), tout en permettant un stockage direct de la pour une production continue. Au cours de la thèse, un récepteur à un tube a été testé avec succès au grand four solaire du laboratoire PROMES-CNRS à Odeillo, les particules en sortie atteignant 750 °C, ce qui a prouvé la faisabilité du concept et permis la détermination des premières valeurs de coefficient d'échange de chaleur tube-suspension. L'hydrodynamique de l'écoulement et les mécanismes d'échange de chaleur ont été observés grâce à des simulations numériques 3D. Un récepteur de 150 kWth à 16 tubes a ensuite été testé et modélisé, validant l'utilisation du procédé à plus grande échelle
This thesis, financed in the frame of the CSP2 European project, concerns the study of a new kind of thermal concentrating solar receiver using a dense suspension of solid particles circulating upward in vertical tubes. The suspension is obtained by fluidizing Geldart A-type particles. The principle consists in creating an upward flow of the suspension in a vertical tube exposed to the concentrated solar radiation that heats the tube wall. The heat is then transmitted to the particles circulating inside that transport it to a conversion cycle for electricity production. Contrarily to usual solar heat transfer fluids, particles can reach high temperatures (> 700 °C) that permit to power high efficiency thermodynamic cycles such as Brayton or combined cycles. Moreover they can be used as a direct heat storage medium for continuous electricity production. During this thesis, a one-tube solar receiver was successfully tested at the PROMES-CNRS solar furnace in Odeillo, with particle outlet temperatures of 750 °C reached. The first values of wall-to-suspension heat transfer coefficient were calculated and a Nusselt correlation was determined. A specific flow pattern with a particle downward flux close to the wall and upward flux in the tube center was underlined. The flow hydrodynamics and the heat transfer mechanisms were studied thanks to 3D numerical simulations. A 16-tube 150 kWth receiver was finally tested and modeled, proving the process applicability at larger scale

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Khallaki, Kaoutar. "Analyse numérique des mécaniques d'intensification du transfert thermique par promoteurs de tourbillons dans les échangeurs à tubes ailetés." Valenciennes, 2006. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/a058154b-2a0c-4692-a6e8-df40778d3325.

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Abstract:

Ce mémoire concerne l'amélioration des transferts thermiques dans les échangeurs de chaleur compacts à tubes et à ailettes planes continues. Dans ce travail, on étudie numériquement la topologie de l'écoulement et son influence sur le transfert thermique. Les effets de la variation de l'espacement inter-ailettes et de la vitesse frontale de l'écoulement sont analysés. Les résultats sont comparés et validés avec des essais expérimentaux aux niveaux dynamique et thermique. On montre que l'écoulement dans ce type d'échangeurs se caractérise par la présence de tourbillons en " fer à cheval " en amont des tubes qui augmentent le transfert thermique et qui interagissent avec la zone du sillage à l'aval des tubes qui est une zone de faibles échanges
This work is related to the heat transfer enhancement in compact finned tube heat exchangers. We study numerically the flow topology and its influence on heat transfer. The effects of fin spacing and velocity inlet variation are examined. Results are compared and validate with dynamic and thermal experimental measurements. This study shows that the flow in finned tube heat exchangers is characterised by the presence of horseshoe vortices in front of the tubes. These vortices increase the heat exchange and interact with a the dead zone located at the downstream of the tubes which is a region of a low heat transfer. Then, we propose an innovative technique of heat transfer intensification in continuous fin and tube heat exchangers by inserting vortex generators on fins

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Grégoire, Sébastien. "Identification du coefficient de transfert de chaleur à l'interface verre-outils de formage et prise en compte dans la modélisation par éléments finis des procédés de formage de verre." Valenciennes, 2006. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/1a90a845-753e-4c73-ac24-b96061e4a3e2.

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Abstract:

Réussir la mise en forme du verre passe par la maîtrise des températures lors de l’opération de formage. L’échange thermique entre le verre et les outils de formage durant le procédé est un des paramètres qui, en pratique comme en simulation, influe sur les niveaux de température. Dans cette perspective, un essai laboratoire est développé pour déterminer le coefficient de transfert de chaleur hc entre le verre et les outils de formage dans des conditions variables en termes de matériaux, de pressions, de températures et de lubrification. A partir de la recherche d’une position optimale des thermocouples dans le poinçon, l’évolution de hc sur les premières secondes de contact est identifiée par méthode inverse à l’aide d’une modélisation Différences Finies en conduction thermique instationnaire. Le développement d’un élément de contact permet, en relation avec les niveaux de pression et de température, d’intégrer les valeurs de hc identifiées dans la simulation par la Méthode des Eléments Finis de la mise en forme du verre. Un des points originaux de ces travaux est l’analyse de l’impact de la lubrification sur hc identifié et sur les températures calculées dans le verre et dans les outils de formage lors de la mise en forme par procédé soufflé-soufflé et pressé-soufflé
A laboratory testing is developed to determine the heat transfer coefficient hc between the glass and the forming tools under variable conditions in terms of material properties, pressures, temperatures and lubrication. From the research of the optimal position of the thermocouples inside the punch, the evolution of hc during the first second of contact is identified by inverse method using a non stationary thermal conduction model by Finites Differences method. The development of a contact element allows, in relation with the pressure and the temperature levels, the integration of the identified hc in the simulation of glass forming by Finite Elements Method. One of the original points of this work is the analysis of the impact of lubrication on identified hc and on the temperatures inside glass and inside the forming tools during the forming of a blow-blow and a press-blow process

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Ali-Adib, Tarif. "Estimation et lois de variation du coefficient de transfert de chaleur surface/ liquide en ébullition pour un liquide alimentaire dans un évaporateur à flot tombant." Phd thesis, AgroParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004544.

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Abstract:

Le coefficient de transfert de chaleur est nécessaire pour concevoir et dimensionner un évaporateur utilisé pour concentrer un liquide, tel que rencontré couramment dans les industries alimentaires. Le coefficient de transfert de chaleur le plus variable et le plus incertain est du coté produit, entre paroi et liquide, noté « h ». Il varie à la fois avec les propriétés thermo-physiques du liquide traité (ηL, σL, λL, ρL , CpL, ω, ...) et avec les paramètres du procédé (type d'évaporateur, φ ou Δθ, Γ (δ), P, rugosité de la surface, encrassement, etc), ces grandeurs étant définies dans le texte. Mais h est aussi lié au régime d'ébullition (nucléée ou non nucléée), et pour les évaporateurs de type « flot tombant », au régime d'écoulement laminaire ou turbulent, selon le nombre de Reynolds en film Ref. Nous avons étudié le cas des évaporateurs « à flot tombant », très utilisés dans les industries alimentaires pour concentrer le lait et les produits laitiers, les jus sucrés, les jus de fruits et légumes. L'objectif de notre travail était de définir une méthode fiable et économique pour évaluer a priori le coefficient de transfert de chaleur h coté liquide en ébullition, dans un évaporateur flot tombant. La première partie de la thèse a été consacrée à l'analyse bibliographique, qui a révélé une grande incertitude actuelle dans la prévision de h, sur la base des formules de la littérature, et des paramètres descripteurs proposés. La deuxième partie de la thèse a été de concevoir et construire un pilote utilisable pour estimer h, dans des conditions stationnaires connues et reproductibles. Dans la troisième partie, on présente les résultats et commente les lois de variations de h en fonction de la concentration de matière sèche du liquide XMS, de la température d'ébullition de liquide θL (ou P), du flux de chaleur φ ou (Δθ), et du débit massique de liquide par unité de périmètre de tube Γ, pour des propriétés de surface de chauffe fixées (ici, paroi en acier inoxydable poli Rs ≈ 0,8 μm). On commente l'effet sur h de chaque variable isolément, les autres étant maintenues constantes, ce qui confirme l'importance de la transition du régime non-nucléé au régime nucléé, cette transition variant avec la nature du liquide, sa concentration, et le flux de chaleur. On a montré la possibilité de modéliser un produit donné dans l'ensemble du domaine expérimental, où tous les paramètres peuvent varier simultanément, avec peu de coefficients, selon deux types d'équations (polynomiale et puissance). On a comparé le cas d'un liquide Newtonien (jus sucré) et non-Newtonien (solution de CMC dans l'eau). On a aussi observé le débit de mouillage critique Γcri et ses lois de variation. On a aussi démontré la possibilité de simplifier le plan d'expérience, aussi bien pour les liquides Newtoniens que non-Newtoniens, tout en gardant un coefficient de corrélation satisfaisant dans le domaine Γ > Γcri, cette modélisation pouvant servir de base de données produit pour l'ingénierie.

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Benkheira, Lahcène. "Contribution à l'étude des propriétés thermiques et hydrodynamiques d'un écoulement d'hélium normal (5HeI) diphasique en circulation naturelle pour le refroidissement des aimants supraconducteurs." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL040N/document.

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Abstract:

La méthode de refroidissement basée sur le principe thermosiphon présente un grand intérêt en raison de sa simplicité, de sa nature passive et de son coût faible. Elle est adoptée pour le refroidissement à 4,5 K de l’aimant supraconducteur du détecteur de particules CMS auprès du LHC en construction au CERN à Genève. Le travail présenté dans cette thèse étudie expérimentalement les propriétés thermiques et hydrodynamiques d’un écoulement d’He I diphasique en circulation naturelle. Le dispositif expérimental utilisé consiste en une boucle thermosiphon monobranche composée principalement d’un séparateur de phases, d’un tube descendant et d’une section d’essai. Les expériences ont été réalisées en faisant varier plusieurs paramètres tels que le diamètre des sections d’essai (10 mm ou 14 mm) et le flux de chaleur allant jusqu’à l’apparition de la crise d’ébullition. Ces expériences ont permis de déterminer les lois d’évolution des différentes grandeurs caractérisant l’écoulement (le débit massique de circulation, le débit massique vapeur, le titre massique, le coefficient de friction et le coefficient d’échange thermique) en fonction de la densité du flux de chaleur appliquée. Au regard des résultats obtenus, nous discutons la validité des différents modèles classiques existants dans la littérature. Nous montrons que le modèle homogène est le modèle le mieux adapté pour prédire les propriétés hydrodynamiques de ce type d’écoulement dans la gamme de titre massique 0?x?30%. De plus, nous proposons deux modèles pour la prédiction du coefficient de transfert de chaleur diphasique et la densité de flux de chaleur critique. Le premier considère que les effets de la convection forcée et de l’ébullition nucléée agissent simultanément et contribuent au transfert de chaleur. Le deuxième corrèle la densité de flux de chaleur critique mesurée en fonction du rapport altitude sur diamètre
The method of cooling based on the thermosiphon principle is of great interest because of its simplicity, its passivity and its low cost. It is adopted to cool down to 4,5 K the superconducting magnet of the CMS particles detector of the Large Hadron Collider (LHC) experiment under construction at CERN, Geneva. This work studies heat and mass transfer characteristics of two phase He I in a natural circulation loop. The experimental set-up consists of a thermosiphon single branch loop mainly composed of a phase separator, a downward tube, and a test section. The experiments were conducted with varying several parameters such as the diameter of the test section (10 mm or 14 mm) and the applied heat flux up to the appearance of the boiling crisis. These experiments have permitted to determine the laws of evolution of the various parameters characterizing the flow (circulation mass flow rate, vapour mass flow rate, vapour quality, friction coefficient, two phase heat transfer coefficient and the critical heat flux) as a function of the applied heat flux. On the base of the obtained results, we discuss the validity of the various existing models in the literature. We show that the homogeneous model is the best model to predict the hydrodynamical properties of this type of flow in the vapour quality range 0?x?30%. Moreover, we propose two models for the prediction of the two phase heat transfer coefficient and the density of the critical heat flux. The first one considers that the effects of the forced convection and nucleate boiling act simultaneously and contribute to heat transfer. The second one correlates the measured critical heat flux density with the ratio altitude to diameter

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Niznik, Maria. "Amélioration et intégration d'une méthode d'affichage des performances en temps réel d'une pompe à chaleur." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEM029/document.

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Abstract:

Actuellement, la plupart des fabricants de pompes à chaleur (PAC) fournissent les valeurs de coefficients de performances (COP) obtenus en laboratoire en conditions contrôlées et standardisées. Une méthode prometteuse, appelée méthode de mesure des performances dans la suite, d’évaluation des performances de PAC in situ, basée sur le bilan énergétique du compresseur, a été présentée par Tran et al. (2013). Cette méthode détermine le débit de fluide frigorigène et est compatible avec différents types de PAC, notamment air-air, et des cycles frigorifiques plus complexes.Tran et al. (2013) ont déterminé que l’incertitude sur l’évaluation de pertes thermiques du compresseur contribue à hauteur de 40% sur l’erreur d’estimation de la puissance thermique. L’objectif de cette thèse est d’établir une méthode simplifiée quant à l’instrumentation pour mesurer les pertes thermiques in situ. Pour cela, deux modèles numériques détaillés sont développés afin d’examiner la distribution de température sur l’enveloppe de deux types de compresseurs, scroll et rotary. Les mesures expérimentales fournies par un fabricant de compresseurs, Mitsubishi Heavy Industries (MHI), sont utilisées pour calibrer et valider les modèles numériques. Ces derniers permettent de définir deux protocoles de mesures différents pour les deux compresseurs. Ensuite, le protocole établi pour le compresseur rotary est intégré dans la méthode de mesures des performances. Les puissances thermiques calculées sont comparées avec des valeurs de référence, obtenues à partir d’un prototype en banc d’essai à EDF Lab Les Renardières
Currently, most heat pump(HP) manufacturers provide coefficient of performance (COP) values obtained in laboratories under standardized controlled operating conditions. These COP values are not necessarily representative of those obtained on-field. A promising method, referred to as the performance assessment method, that measures heat pump performances in-situ based on compressor energy balance, was presented by Tran et al. (2013). The method determines refrigerant mass flow rate and has the capability of measuring performances of various HP types, such as air-to-air, as well as more complex refrigeration cycles. The method abstains from intrusive measurements, and is, therefore, perfectly suitable for in-situ measurements.As shown in the work of Tran et al. (2013), compressor heat losses account for 40% in the final uncertainty of performance values obtained with the performance assessment method. The objective of this thesis is to establish a rather simplified measurement method, in terms of instrumentation, that is used to determine compressor heat losses in-situ. For this purpose two detailed numerical models for assessing the temperature fields of the scroll and rotary compressor shells were developed. Experimental measurements obtained with the help of compressor manufacturer, Mitsubishi Heavy Industries (MHI), are used to validate and calibrate the numerical models. The developed numerical models allow to define two different measurement protocols for both compressors. Established compressor heat loss protocol for rotary compressor is then integrated in the performance assessment method and the obtained heating capacities are compared with reference measurements in an experimental test bench in EDF Lab Les Renardières

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Stoian, Monica. "Couplage thermique convection - conduction en régime non stationnaire." Reims, 2006. http://www.theses.fr/2006REIMS029.

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Abstract:

Nous avons présenté un modèle physico-mathématique robuste pour décrire le mécanisme de transfert de chaleur par convection forcée en régime variable pour un écoulement de couche limite laminaire sur une plaque plane. Notre contribuons à l’étude de la cinétique du transfert thermique couplé convection - conduction, autant théorique que expérimentale pour mieux approcher le coefficient convectif h. La modélisation numérique du problème de couplage convection - conduction en régime instationnaire, échelon de flux de chaleur sur la face arrière de la plaque, est réalisée par la méthode des volumes finis. Les résultats numériques sont vérifiés par la modélisation avec FLUENT, ainsi que expérimentalement par la méthode photothermique impulsionelle (infrarouge). Une partie expérimentale de toute nouveauté porte sur la mesure de la vitesse dans la couche limite dynamique sur une plaque verticale avec un écoulement laminaire uniforme développé, à l’aide d'un capteur anémométrique à fil chaud. Nous avons créé une sonde anémométrique à fil chaud dans une nouvelle configuration de mesure en courant alternatif et détection synchrone (pont Wheatstone). En régime permanent, les données expérimentales vérifient les résultats numériques avec une erreur moyenne de 3%, ce qui valide le modèle théorique développe
This study presents a robust physical and mathematical model to describe the heat transfer mechanism in transient forced convection for a laminar boundary layer upon flate plate. Our contribution to this study was to accurately approximate the exact value of the convective coefficient in heat transfer kinetically considering the conductive-convective coupling, from a theoretical and experimental point of view. Numerical modelling of the convective-conductive coupling problem in transient regime is rendered using the numerical method of finite volumes. The doublechecking of the resulting numerical values was done by comparing with the numerical results obtained by means of FLUENT. We also compared our numericals results with experimental results using the impulsed photo-thermal method (infrared). One experimental part of great novelty was added to the original plan of the present thesis. It refers to the velocity measurement by a hot wire anemometer in a dynamic boundary layer over a vertical flat plate in the laminar flow uniformly developed. We ourselves created a hot wire anemometer into a new measurement configuration using alternative current and synchronous detection (Wheatstone). In a steady state, our results verified experimental data with 3% errors which validates our theoretical model designed to calculate velocities

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Abahri, Kamilia. "Modélisation des transferts couplés de chaleur, d'air et d'humidité dans les matériaux poreux de construction." Thesis, La Rochelle, 2012. http://www.theses.fr/2012LAROS384.

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Abstract:

Ces travaux de thèse visent à étudier les transferts couplés de chaleur, de masse et d’air au sein des matériaux poreux. Sur le volet de la modélisation, il s’agit de prédire le comportement hygrothermique de ces matériaux, à l’aide d’un modèle macroscopique, qui intègre à la fois l’effet du phénomène de thermodiffusion et celui de la pression totale de l’air s’exerçant sur les parois du bâtiment. Ce modèle, dont les paramètres d’entrée sont évalués expérimentalement, utilise des moteurs de transfert continus, d’où la possibilité de traiter des problèmes de transferts dans les matériaux multicouches. Il présente aussi l’avantage d’admettre, dans certaines configurations, des solutions analytiques d’où la possibilité d’entreprendre des comparaisons avec des solutions numériques. De plus, une justification formelle des équations de bilan de ce modèle a été abordée, moyennant l’utilisation d’une approche à changement d’échelle « micro-macro ». Il s’agit d’affiner la modélisation des transferts hydriques du comportement macroscopique, en utilisant des informations issues de la microstructure. Le passage de l’échelle microscopique à l’échelle macroscopique a été réalisé à l’aide de la méthode d’homogénéisation par prise de moyenne. Une des difficultés de l’utilisation de ce modèle réside dans l’identification des nombreux paramètres caractérisant les propriétés hygrothermiques des matériaux. Une partie du travail a été consacrée à l’évaluation des principales propriétés intrinsèques des matériaux moyennant l’élaboration de différents prototypes expérimentaux au laboratoire. Par ailleurs, une approche expérimentale dédiée à l’évaluation du processus de la thermodiffusion dans les matériaux poreux a été entreprise. Pour cela, une expérimentation relative à la détermination de l’effet du gradient de température et de la dynamique du processus d’échange d’eau à l’intérieur des parois a été mise en place au laboratoire. L’utilisation de la plateforme expérimentale MegaCup du Technical University of Denmark a permis de collecter des données relatives à la sensibilité de l’effet de la thermodiffusion sur les transferts couplés de chaleur, d’air et d’humidité. Une comparaison des résultats expérimentaux et numériques a ensuite été effectuée. Peu d’écarts ont été relevés. Aussi, une investigation expérimentale portant sur la contribution des infiltrations massiques sur les transferts hydriques dans les matériaux de construction a été réalisée. Moyennant le développement d’un banc d’essai, une caractérisation expérimentale du coefficient d’infiltration d’humidité a été entreprise. Ce dernier est utilisé comme paramètre d’entrée des modèles de simulation numérique
The purpose of this thesis is to study coupled heat air and moisture transfer in porous building materials. Concerning the modeling part, the interest is to predict the hygrothermal behavior, with a macroscopic model, that incorporates simultaneously the effect of thermodiffusion phenomenon and that of total pressure on the building walls. The input parameters are evaluated experimentally using continuous driving potentials, where the ability to deal with problems of transfer in multilayer materials. In some configurations, it presents the advantage to undertake analytical solution that can be confronted with numerical solutions. Furthermore, a formal justification of balance equations of the developed model was addressed through the use of ascaling approach. Then, the modeling of macroscopic moisture transfer behavior, by implementing information from the microstructure can be refined. The transition of the microscopic to macroscopic scale was performed using the mean field homogenization. One of the difficulties with the use of this model lies in the identification of many parameters characterizing the hygrothermal properties of materials. Therefore, a part of the present work was devoted to the evaluation of the main properties of materials through the development of various experimental prototypes in the laboratory. More over, an experimental approach dedicated to the evaluation of the thermodiffusion process in porous materials has been undertaken. In this way, an experimentation concerning the determination of the temperature gradient and dynamics of water exchange process inside walls has been established. Furthermore, the use of the experimental platform MegaCup at theTechnical University of Denmark has collected data on the sensitivity of the thermodiffusion effect. Subsequently, a comparison of the experimental and the numerical results was performed. Few differences were observed. Otherwise, an experimental investigation on the contribution of the mass infiltration of water transfers in building materials was performed. A characterization of the moisture infiltration coefficient was performed through the development of the experimental test. This coefficient was used as an input parameter in the simulation models

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Chesnel, Alain. "Étude paramétrique d'un accident de réactivité dans un réacteur à eau pressurisée : éjection d'une grappe de contrôle." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112391.

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Abstract:

Le travail effectué dans cette thèse est relatif à l’étude d’un accident de référence : l’éjection d’une grappe de contrôle d’un réacteur de puissance ; le but est de relier le facteur de point chaud à la réactivité libérée pour des valeurs maximales admissibles définies dans les études de sûreté. Dans un premier temps, une étude explicite de l'accident a permis de dégager les principaux paramètres physiques. Ensuite une étude d’incertitudes et de sensibilités sur différents paramètres a mis en évidence les problèmes liés aux phénomènes de transferts de chaleur entre le combustible et le réfrigérant, et liés à la réaction exothermique Zircaloy-eau. Enfin des calculs statiques tridimensionnels de diffusion à contre-réactions permettent de corréler le coefficient Doppler au facteur de point chaud. Une modélisation numérique en cinétique ponctuelle a permis d’obtenir les valeurs enveloppes pour différentes valeurs de fraction de neutrons retardés en début et fin de cycle.

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Islam, Rakibul. "Electrical and thermal transport properties of polymer/carbonaceous nanostructured composites." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10131/document.

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Abstract:

Les polymères conducteurs composites présentent des propriétés thermoélectriques qui en font une solution prometteuse, peu coûteuse, propre et efficace pour la récupération de pertes de chaleur. L’objet de cette thèse est l’étude des propriétés de composites nanostructurés à base de polyaniline (PANI) en fonction de la concentration en nanoobjets: nanotubes de carbone (1-D) et oxyde de graphène réduit (RGO) (2-D). Leur structure et morphologie ont été étudiées par MEB, MET, diffraction des rayons X et diffusion Raman. Les conductivités électrique et thermique, le coefficient Seebeck, la figure de mérite thermoélectrique ZT, ont été mesurés. La conductivité électrique montre une augmentation importante avec la concentration en charges alors que la conductivité thermique ne croît que légèrement, ceci améliore ZT de plusieurs ordres de grandeur. L’effet de la dimensionnalité des charges a été mis en évidence. Mais quelle que soit cette dimension, la conductivité électrique contrairement à la conductivité thermique, suit un comportement de percolation à travers un processus de conduction à 2-D. Ce comportement a été également observé pour la capacité thermique volumique des nanohybrides PANI/RGO ce qui en fait des candidats potentiels dans le domaine des matériaux à haute capacité thermique. Leur facteur de stockage de chaleur est traité avec un nouveau modèle analytique. Les échantillons de PANI/RGO ont été étudiés par spectroscopie diélectrique à différentes températures. Les résultats font apparaître un phénomène intéressant de piégeage de charges à l’interface PANI/RGO qui pourrait trouver des applications dans les supercondensateurs et les mémoires électroniques
Conducting polymer nanocomposites exhibit for instance interesting thermoelectric properties which make them a promising, inexpensive, clean and efficient solution for heat waste harvesting. This thesis reports on properties of polyaniline (PANI) nanostructured composites as a function of various carbonaceous nano-fillers content such as carbon nanotubes (1-D), and 2-D reduced graphene oxide (RGO). SEM, TEM, X-ray diffraction, and Raman spectroscopy have been employed to investigate their structure and morphology. Electrical and thermal conductivity, Seebeck coefficient, and thermoelectric figure of merit (ZT) have been systematically performed. An important increase of electrical conductivity has been observed with increasing filler fraction whereas thermal conductivity only slightly increases, which enhances ZT of several orders of magnitude. Fillers dimension effect is evidenced, but, whatever this dimension, it is shown that, in contrast with thermal conductivity, electrical conductivity follows a percolation behavior through 2D conduction process. This behavior is also observed in the case of the volumetric heat capacity of PANI/RGO nanohybrids which make them potential candidates as high heat capacitive materials. For the first time their heat storage factor is assessed with a new analytical model proposed in this study. The PANI/RGO samples have also been investigated by Dielectric Spectroscopy at different temperatures. Results evidence an interesting charge trapping phenomenon occurring at the PANI/RGO interface which might find promising applications in supercapacitors or gate memory devices

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Atlati, Samir. "Développement d'une nouvelle approche hybride pour la modélisation des échanges thermiques à l'interface outil-copeau : application à l'usinage de l'alliage d'aluminium aéronautique AA2024-T351." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0200/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre d'une collaboration internationale entre l'Université de Lorraine (France) et l'Université d'Oujda (Maroc). Les travaux réalisés concernent la modélisation de l'usinage par enlèvement de matière. Deux aspects importants de l'usinage ont été abordés : le processus de la formation de copeaux et les échanges thermiques à l'interface outil-copeau. Dans la première partie de la thèse, une modélisation par élément finis (EF) du processus de la coupe a été mise en place. La segmentation des copeaux a été particulièrement analysée grâce à l'introduction d'un nouveau paramètre, le Rapport d'Intensité de Segmentation, permettant de quantifier ce phénomène. Une corrélation entre la réduction de l'effort de coupe et l'intensité de segmentation a été établie. La deuxième partie de la thèse a été consacrée à l'étude des échanges thermiques à l'interface outil-copeau, qui contribuent entre autres à l'usure de l'outil de coupe. Un des points importants de l'étude est la mise en place d'une procédure d'identification hybride (analytique/numérique) permettant d'estimer le flux thermique transmis dans l'outil de coupe et de remonter au coefficient de partage de la chaleur à l'interface outil-copeau pour chaque vitesse de coupe. Avec les valeurs identifiées du coefficient de partage de la chaleur pour chaque vitesse de coupe, une loi d'échange thermique multi-branches a été proposée et ses paramètres identifiés. Cette loi donnant l'évolution du coefficient de partage de la chaleur en fonction de la vitesse de coupe a également été définie en fonction de la vitesse relative de glissement à l'interface outil-copeau dans le but de l'implanter dans un code de calcul EF. L'interface utilisateur VUINTER du code Abaqus/Explicit a été exploitée pour implanter la loi proposée, afin d'appréhender complètement le contact d'un point de vue mécanique et thermique. Il est désormais possible d'implanter via cette interface-utilisateur n'importe quelle autre loi de contact thermomécanique (frottement, coefficient de partage de la chaleur, etc.). L'implantation via la subroutine VUINTER a été validée sur des cas tests d'abord, et puis ensuite en usinage. Les résultats obtenus pour les flux thermiques avec cette nouvelle procédure sont en très bon accord avec les mesures expérimentales pour le couple outil-matière considéré : AA2024-T351/WC-Co
This PhD. thesis is realised in the framework of an international cooperation between the University of Lorraine (France) and the University of Oujda (Morocco). The work done concerns the modelling of machining process by material removal. Two important aspects of machining have been investigated: the chip formation process and the heat exchange at the tool-chip interface. In the first part of the thesis, a FE modelling of the cutting process has been established. Chips segmentation have been particularly analysed using à new parameter (Segmentation Intensity Ratio) allowing the quantification of the phenomenon. A correlation has been established between the cutting force reduction and the chip segmentation intensity. The second part of the thesis has been devoted to the study of heat exchange at the tool-chip interface, among other phenomena that contribute to the tool wear. One important point of the study is the establishment of a hybrid identification procedure (analytical/numerical) to estimate the heat flux transmitted into the cutting tool, and identification of the heat partition coefficient at the contact interface for each cutting speed. With identified values of the heat partition coefficient obtained by varying the cutting speed, a heat exchange multi-branch law has been proposed and parameters of this law have been identified. This law corresponds firstly to the evolution of the heat partition coefficient as a function of the cutting speed. Thereafter, it was defined in term of the relative sliding velocity at the tool-chip contact interface, in order to implement it in a FE code. The user interface VUINTER of Abaqus/Explicit has been used to implement the proposed law, to fully control the mechanical and thermal contact. It is henceforth possible to implement with this user interface any thermomechanical contact (friction, heat partition coefficient, etc.). The implementation via the user subroutine VUINTER was validated first on adequate tests, then on machining. The obtained results for heat fluxes with this new procedure are in good agreement with experimental measurements for the tool-workmaterial couple considered: AA2024-T351/WC-Co

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Ghannam, Boutros. "Modélisation ultra-rapide des transferts de chaleur par rayonnement et par conduction et exemple d'application." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00958145.

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Abstract:

L'apparition de CUDA en 2007 a rendu les GPU hautement programmables permettant ainsi aux applications scientifiques et techniques de profiter de leur capacité de calcul élevée. Des solutions ultra-rapides pour la résolution des transferts de chaleur par rayonnement et par conduction sur GPU sont présentées dans ce travail. Tout d'abord, la méthode MACZM pour le calcul des facteurs de transferts radiatifs directs en 3D et en milieu semi-transparent est représentée et validée. Ensuite, une implémentation efficace de la méthode à la base d'algorithmes de géométrie discrète et d'une parallélisation optimisée sur GPU dans CUDA atteignant 300 à 600 fois d'accélération, est présentée. Ceci est suivi par la formulation du NRPA, une version non-récursive de l'algorithme des revêtements pour le calcul des facteurs d'échange radiatifs totaux. La complexité du NRPA est inférieure à celle du PA et sont exécution sur GPU est jusqu'à 750 fois plus rapide que l'exécution du PA sur CPU. D'autre part, une implémentation efficace de la LOD sur GPU est présentée, consistant d'une alternance optimisée des solveurs et schémas de parallélisation et achevant une accélération GPU de 75 à 250 fois. Finalement, toutes les méthodes sont appliquées ensemble pour la résolution des transferts de chaleur en 3D dans un four de réchauffage sidérurgique de brames d'acier. Dans ce but, MACZM est appliquée avec un maillage multi-grille et le NRPA est appliqué au four en le découpant en zones, permettant d'avoir un temps de calcul très rapide une précision élevée. Ceci rend les méthodes utilisées de très grande importance pour la conception de stratégies de contrôle efficaces et précises.

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Bongo, Njeng Alex Stéphane. "Experimental study and modeling of hydrodynamic and heating characteristics of flighted rotary kilns." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2015. http://www.theses.fr/2015EMAC0009/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude de fours tournants équipés de releveurs. Ce sont des contacteurs gaz/solide largement répandus dans de nombreux secteurs industriels mettant en oeuvre des solides divisés. Cependant en raison d'une faible connaissance du fonctionnement de ces équipements notamment en matière d'écoulement ou de transfert thermique, leur utilisation repose encore beaucoup sur le savoir faire des opérateurs acquis avec le temps. Ainsi ce travail vise à fournir aux ingénieurs des outils de connaissance et d'extrapolation pour les accompagner dans les phases de dimensionnement, mais aussi d'optimisation de procédés existants, en particulier pour des fours tournants en chauffage indirect et équipés de releveurs. La première partie de cette étude porte sur l'influence des conditions opératoires sur l'hydrodynamique des solides divisés de forme et taille différentes. Pour ce faire, des procédures expérimentales pour la mesure de distribution des temps de séjours des particules solides ont été mises en oeuvres. Deux pilotes de four tournant ont été utilisés. Ces derniers ont un ratio longueur sur diamètre équivalent mais un ratio de taille de 2. L'hydrodynamique des fours a été caractérisée quantitativement à partir des résultats expérimentaux en terme de temps de séjour des solides, taux de remplissage du four ainsi que de la dispersion axiale des particules. Ces derniers ont été modélisés par analyse dimensionnelle dans un souci de généralité en prenant en compte la présence d'éléments internes (releveurs, grille) ou diaphragmes en sortie, mais aussi des paramètres opératoires tels que la vitesse de rotation du tube, son inclinaison ou le débit des particules solides. La seconde partie de cette étude s'intéresse aux processus de transfert thermique dans les fours tournants en chauffage indirect et équipés de releveurs. Cette étude repose sur la mesure des profils de température à la paroi, dans la phase gazeuse et le lit de particules solides. L'analyse de ces profils de température se focalise sur la détermination des coefficients de transfert de chaleur entre la paroi et le lit de solides d'une part, et entre la paroi et le gaz d'autre part. Une méthode d'analyse globale de système mince et un bilan global intégrant la puissance fournie pour la chauffe sont utilisés pour la détermination de ces coefficients de transfert. Les résultats obtenus permettent d'une part de mettre en évidence l'effet des releveurs ainsi que l'influence des paramètres opératoires sur ces coefficients de transfert de chaleur et d'autre part d'établir par analyse dimensionnelle des modèles pour ces derniers. Enfin, ce travail se termine par la mise en place d'un modèle dynamique simplifié de four tournant en chauffage indirect permettant la détermination des profils de température le long du four et pouvant être facilement adapté à divers procédés
The present work addresses a fundamental study on flighted rotary kilns. They are gas-solid reactors, used in a variety of industries to process heterogeneous media. However, operating these kilns mainly relies on the know-how of operators due to insufficient fundamental understanding. The aim of this work is to provide engineers with relevant tools and models to assist in the design stage and the performance improvement of existing operating process units, in particular indirectly heated rotary kilns, inclined and equipped with lifters. In the first part, we studied the effects of operating parameters on the flow of materials of differing properties and shape. For this purpose, residence time distribution measurements were performed through experimental stimulus response tests. Two pilot-scale rotary kilns with similar length-to-diameter ratios, but a dimension ratio of about two were used in this study. We focused on the effects of lifter shape and configurations. The effects of the rotational speed, the kiln slope, the mass flow rate and the exit dam height were also analyzed. The flow of solids was quantitatively characterized primarily by the experimental mean residence time, hold-up, and axial dispersion coefficient. Using a dimensional analysis, models were established to predict the mean residence time, the filling degree and the axial dispersion coefficient, providing basic information on the kiln design, solid particle properties and operating conditions. In the second part, we studied the heat transfer mechanisms occurring in the flighted rotary kiln by measuring temperature profiles at the wall, the freeboard gas and the bulk of solids. Analysis of the temperature profiles focused on two main issues: assessment of the heat transfer coefficient between wall and gas, and assessment of the heat transfer coefficient between wall and solid particles. The lumped system analysis and a heat balance using the power supplied for the heating were applied to determine the experimental heat transfer coefficients. The effects of operating conditions and lifting flights were analyzed. Both heat transfer coefficients were then correlated through dimensional considerations. Lastly a global dynamic model mainly based on the models developed in this study can be used to determine wall, gas and bulk solids axial temperature profiles in an indirectly heated flighted rotary kiln. This global model needs to be completed with specific models related to a reaction so as to be used as a framework for the simulation of specific industrial rotary kilns

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Leyssens, Gontrand. "Étude de l'incorporation du benzaldéhyde et de composés phénoliques dans des solutions aqueuses : paramètres thermo-cinétiques et implications atmosphériques." Lille 1, 2004. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/830921a1-77df-4227-b1a9-f750dc359b7b.

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Abstract:

Ce travail a püur objectif de déterminer expérimentalement les paramétres thermocinétiques régissant l'incorporation de quelques Composés Organiques Volatils Oxygénés (COVO) dans des sülutiüns liquides aqueuses afin d'évaluer l'impact potentiel de leurs processus de tranfert dans les particules liquides d'aérosols atmosphériques sur la capacité oxydante de la troposphére. Six COVO ont fait l'objet de cette étude: le benzaldéhyde, le 2-nitrophénol, le phénol, les o-, m- et p-crésols. Dans le cas du p-crésol une étude préliminaire a été menée pour identifier les prüduits d'oxydation formés en phase aqueuse en présence de dioxyde d'azote et de radicaux OH. Deux dispositifs expérimentaux ont été mis en place: un réacteur à film liquide tombant couplé à un spectrométre UV/Visible pour l'etude de la cinétique de capture des COVO par une solution aqueuse, et un dispositif de barbotage associé à différentes techniques analytiques pour le suivi des réactions en phase liquide. Après avoir identifié les processus limitant l'incorporation des composés phénoliques étudiés dans une phase liquide aqueuse, les cinétiques d'incorporation de ces composés ont été étudiées dans une gamme de 278 à 303 K. A partir de ces études cinétiques, nüus avons déterminé les valeurs des coefficients d'accommodation massique α correspondant à différentes températures. Les valeurs des coefficients d'accommodation massique du 2-nitrophénol, du phénol et des trois isomères du crésol étant de l'ordre de 10-2 à 10-3 aux températures troposphériques suggèrent l'incorporation effective de ces composés dans les particules d'aérosols aqueux de l'atmosphère
En ce qui concerne le benzaldéhyde, la faible valeur du coefficient d'accommodation massique déterminée à 293 K (=2. 10-4) laisse supposer que son incorporation dans les particules d'aérosols aqueux de l'atmosphère est probablement très limitée. Une étude préliminaire a été entreprise pour identifier les produits de réactions qui résulteraient de l'oxydation du p-crésol dissous dans l'eau par le dioxyde d'azote d'une part, et par les radicaux OH d'autre part. Enfin, dans le but de mieux évaluer l'impact potentiel de la chimie multiphasique des COVO étudiés dans ce travail, une étude de deux scénarii par temps de ciel clair et de ciel nuageux a été réalisée pour estimer les durées de vie et les temps caractéristiques des différents processus responsables de leur évolution spatio-temporelle dans la troposphère. Cette étude montre que l'accommodation massique des composés phénoliques étudiés s'avère. être un processus très rapide en regard des durées de vie de ces composés dans la phase gazeuse de la troposphère et que, par conséquent, leur assimilation par les hydrométéores ne devrait pas être limitée par le processus d'accommodation et serait plus rapide en présence de nuages. En modifiant la composition de la tropüsphère,. 1a chimie multiphasique des COVO étudiés pourrait avoir un impact sur sa capacité oxydante

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Forestier, Serge. "Etude de l’évaporation d’un liquide répandu au sol suite à la rupture d’un stockage industriel." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2011. http://www.theses.fr/2011EMSE0625/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche entre le CEA et ARMINES (Centre LGEI/ Ecole des Mines d'Alès). Il vise à améliorer la connaissance des mécanismes physiques se produisant lorsque qu’une nappe de liquide (inflammable et/ou toxique stocké à pression atmosphérique) s’évapore suite à la rupture de son stockage. La démarche expérimentale employée consiste à réaliser un plan d'expériences visant à exprimer le débit d'évaporation initial d’une nappe sous différentes conditions initiales de température de liquide et de sol, sous différentes vitesse d’écoulement, de température d’air et selon différentes épaisseurs initiales de liquide. Les différents flux thermiques échangés entre la nappe et son environnement, la température de la nappe et le débit d'évaporation sont mesurés et quantifiés.Les débits d'évaporation expérimentaux sont confrontés à ceux prédits par les différentes corrélations disponibles dans la littérature. Deux analyses de sensibilité sont également réalisées sur ces corrélations et les résultats confrontés à ceux du plan d'expériences afin de vérifier si les corrélations attribuent le même poids aux différents paramètres expérimentaux que le phénomène en lui-même.Les relevés de température dans l'épaisseur de la nappe mettant en évidence la présence de cellules de convection naturelle est également étudiée. Par ailleurs, la température moyenne de la surface est déterminée à partir des différents flux thermiques échangés entre la nappe et son environnement.A l'aide des résultats obtenus, l'étude de plusieurs éléments a été réalisée: l’écart de prédiction sur les résultats des équations bilan thermique et massique selon la température employée pour les incrémenter, la nette différence de température entre la surface et le coeur du liquide, rarement prise en compte dans les modèles théoriques, le rôle prépondérant de la convection naturelle dans le phénomène d'évaporation.Un dernier chapitre étudie la dispersion de la température de surface (phénomène peu étudié dans la littérature) à l'aide d'une caméra thermique. Des zones de températures homogènes apparaissent alors dans le cas de l'essai mettant en oeuvre un écoulement de cavité au-dessus du liquide. La présence de différentes zones de température implique que la cinétique d’évaporation n’est pas uniforme sur la surface de la nappe. A partir de ces résultats, le coefficient de transfert de matière est étudié en fonction de la régression du niveau de liquide dans le bac et conclut à une diminution non modélisée par les corrélations existantes
This work belongs to a research project between CEA and ARMINE (LGEI center/ Ecole des Mines d’Alès). It aims at increasing comprehension of physical mechanism generating when a liquid pool (either flammable or toxic parked under atmospheric pressure) evaporates after loss of containment. An experimental design is realized in order to express some characteristics of evaporation phenomena (initial evaporation rate, steady evaporation rate and duration of unsteady evaporation rate) as a function of initial liquid and soil temperature, wind velocity, air temperature and initial liquid thickness. Heat fluxes exchanged between the pool and its environment are either measure or computed.Experimental evaporation rates are compared to those predicted by correlations available in the literature. Two sensitivity analyses are performed and their results are confronted to those from experimental design. It allows determining if the importance of the different experimental parameters is the same from the correlations to the phenomena itself.Temperature measurements in liquid thickness highlight the presence of natural convection cells. Besides, mean surface temperature is computed from measurements of heat fluxes exchanged between the pool and its environment. From the different results, several points are investigated: the shift between heat and mass balance equations according to the temperature employed to compute them the difference between the liquid bulk and liquid surface temperature, barely taken into account in correlations the noteworthy role of natural convection in the evaporation phenomena.A last chapter studies the surface temperature distribution thanks to an infrared thermometer. Homogeneous temperatures areas appear in the case of cavity flows. The presence of different temperature areas implies that evaporation kinematic in not uniform in the whole surface. From these result the mass transfer coefficient is studied as a function of the step height between the top of the cavity and the liquid surface. It concludes to a mass transfer coefficient decrease non modeled by the different correlations in the literature

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Bykalyuk, Anna. "Contribution à l'étude des échanges convectifs à l'interface fluide paroi en présence de matériaux à changement de phase : Application au bâtiment." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0132/document.

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Abstract:

De récentes études expérimentales ont montré que les valeurs usuelles du coefficient d’échange convectif sont différentes en présence de matériaux à changement de phase. Cette thèse de doctorat porte sur l'étude numérique des échanges convectifs fluide/paroi dans une cavité ouverte en régime dynamique. Plus précisément, les parois étudiées sont une paroi avec une capacité thermique et une paroi qui contient des matériaux à changement de phase. Trois modèles distincts ont été développés. Dans un premier temps un modèle (modèle 1) qui concerne l’interaction fluide-paroi à la surface d’une paroi résistive (temperature imposée) en régime laminaire stationnaire a été développé et validé. Les résultats ont été confrontés avec la littérature. Ensuite, les échanges convectifs à la surface d’une plaque capacitive (modèle 2) soumise à une rampe de température d’air ont été étudiés. Finalement, un troisième modèle (modèle 3) a été développé, à la suite du modèle 2. Ce dernier modèle concerne l’interaction fluide-paroi à la surface d’une paroi contenant des matériaux à changement de phase en régime dynamique. Les résultats obtenus révèlent des pics locaux du flux de chaleur au cours du temps. Ce fait témoigne du changement d’état à l’intérieur de la paroi qui contient le materiau à changement de phase. De plus, les courbes des coefficients d’échanges convectifs moyens révèlent la dépendance du coefficient d’echange convectif à la capacité thermique du materiau. Par conséquent, la présence des matériaux à changement de phase à l’intérieur d'une paroi influence l’évolution et la forme de la couche limite thermique
Recent experimental studies have shown that the usual values of the convective heat transfer coefficient h are no longer valid in the presence of phase change materials. Three separate models were developed. Initially a model 1 which treats the fluid-wall (constant temperature) interaction in steady laminar flow has been developed and validated. Then, the wall with heat capacity (model 2) subjected to an air temperature ramp were studied. Finally, a third model (3) has been developed which treats the interaction fluid-wall which contains a phase change material. The results show local peaks of heat flow over time. This fact reflects the phase change inside the wall. Moreover, the curves of the convective heat transfer coefficient indicate the dependence of the coefficient h to the wall’s energy storage capacity. Therefore, the presence of the phase change materials within a wall effect and changes the shape of the thermal boundary layer

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Dumoulin, Jean. "Méthodes de détermination, par thermographie infrarouge, des coefficients d'échange de chaleur moyens et instationnaires en aérodynamique perturbée." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0021.

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Abstract:

Une methodologie pour determiner les echanges thermiques parietaux stationnaires et instationnaires est developpee. Elle s'appuie sur l'observation de l'evolution de la temperature de surface par thermographie infrarouge associee a la modelisation thermique de la paroi contribuant a l'echange. En stationnaire, les modelisations sont de type identification directe (parois minces) avec resolution d'un systeme pour eliminer les inconnues inherentes au probleme (ex: temperature adiabatique de paroi) ou bien de type identification inverse de probleme mal pose (parois epaisses). La methodologie est testee sur deux parois industrielles soumises a un ecoulement de type plaque plane. En instationnaire, un senseur de type film mince a ete defini pour permettre le suivi de l'evolution de l'echange thermique. Ses caracteristiques sont directement liees au systeme de thermographie infrarouge. Une modelisation de type paroi mince chauffee a flux constant est mise en oeuvre pour obtenir des lois de paroi moyennes et instantanees. L'etude de l'echange genere sur une paroi par l'impact d'un jet pulse permet de valider la methodologie, qui est ensuite eprouvee pour caracteriser le transfert de chaleur dans la zone de recollement d'un ecoulement de type marche descendante

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Lopez, Lopez Ma Guadalupe. "Mesure de coefficients de transfert thermique Gaz Solide. Application au réacteur à l'inversion de flux." Aix-Marseille 3, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX30086.

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Abstract:

Les échangeurs de chaleur compacts permettent d'économiser l'énergie. Ils utilisent comme vecteur de stockage de chaleur une surface d'échange caractérisée par une faible perte de charge et une efficacité thermique élevée. Les empilements de grilles offrent des performances particulièrement intéressantes dans ce domaine, et ce à un coût réduit. Nous avons mesuré les coefficients de transfert de chaleur et le facteur de friction des grilles. La méthode dynamique, consistant à analyser la réponse à un échelon de température a été utilisée. La perte de charge est mesurée directement avec un tube en U. Les grilles diffèrent par la nature de leur matériau, leur porosité et le diamètre des fils. La longueur et la compacité de l'empilement, ainsi que le débit de gaz, ont été variés. Des corrélations reliant les performances des grilles à leurs caractéristiques géométriques ont été établies. Elles permettent de prévoir l'efficacité d'un échangeur compact et d'en optimiser la conception
Compact heat exchangers allow heat recovery. With an intermediate heat storage in compact surfaces, they provide at the same time a low pressure drop and a high heat transfer efficiency. Stacks of woven screen offer particularly interesting performances, at relatively low costs. We have measured the heat transfer coefficients and the friction factors for woven screens. The transient technique was used, which basis is the analysis of responses to a step change in inlet temperature. The pressure drop has been directly measured in an U tube manometer. Woven screens differ in materials nature, porosity and wire diameter. The stack length and compactness as well as gas flow have been modified in a wide range. Correlations relating woven screens performances and their associated geometric properties, have been established. They govern the efficiency pattern of a compact heat exchanger, enhancing their design

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Doumenc, Frédéric. "Coefficients d'échange thermique superficiel : détermination par méthodes inverses en conduction bidimensionnelle transitoire." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0020.

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Abstract:

Ce travail traite du refroidissement par air comprimé des poinçons utilisés pour le formage d'ébauches d'articles en verre. Une mauvaise maîtrise de la température de ces poinçons entraînant une augmentation des défauts de fabrication, le but est de développer un modèle thermique permettant de prédire leur température, afin d'améliorer la conception du système de refroidissement. Dans une première étape, le champ de température dans le système poinçon / verre / moule est calculé grâce à un modèle monodimensionnel, reproduisant les différentes étapes d'un cycle de formage. Ce modèle est utilisé dans le but de mieux comprendre la nature des transferts de chaleur dans le système poinçon / verre / moule, et pour préciser les hypothèses du modèle destiné à l'optimisation du système de refroidissement du poinçon. La modélisation fine du poinçon nécessitant la connaissance des conditions aux limites aux surfaces soumises au contact avec le verre d'une part, et à l'action de la ventilation d'autre part, ces dernières sont obtenues expérimentalement, en utilisant des méthodes inverses en conduction. Les valeurs du coefficient d'échange entre le poinçon et le verre, et entre le poinçon et l'air comprimé sont présentées et discutées, pour différentes conditions expérimentales. Pour finir, le modèle bidimensionnel de simulation thermique du poinçon, basé sur la résolution de l'équation de la conduction par éléments finis, et utilisant les conditions aux limites déterminées expérimentalement est décrit, et un exemple de simulation est détaillé
This work concerns the cooling by compressed air flow of the plungers used in the glass forming processes. The bad control of the plunger temperature leads to an increase of the fabrication default. Thus the objective of the study is to develop a thermal model which will allow the calculation of the plunger temperature field and which-will be used to optimize the cooling system configuration. In a first stage, the temperature field in the plunger/glass/mold system is determined with a on dimensional model. The radiation in the glass is treated with the discrete ordinate method and the model takes into account the different steps of forming cycle. This simplified model is used tio better understand the dehavior of the heat transfer in the plunger/glass/mold system and to determine the parameter that must be known accurately. The boundary conditions at the plunger/glass interface and at the inner surface cooled by air must be known accuraltely ti determine the plunger temperature. Two experimental set-up have been realized to determine by inverse heat conduction methods thes unknown boundary condition. The heat transfer coefficient between the plunger and the galss and between the plunger and the air are shown and examined for different experimental situations. The two dimensional thermal model solved with the finite elements technique is then described. Based on the boundary conditions determined experimentally, an example of the plunger temperature field during a glass forming cycle is given

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Massaad, André. "Détermination de coefficients d'échange thermique par une méthode impulsionnelle." Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO19040.

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Presentation d'une methode experimentale de determination des coefficients de transfert entre un fluide et une paroi en regime impulsionnel. Comparaison des resultats avec ceux obtenus en regime permanent

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Bensalem, Mohamed. "Développement d’imagerie THz de champs de teneur en eau et de température en vue de la caractérisation thermique et massique de coefficients de diffusions." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0176/document.

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Abstract:

Le mouvement d’humidité dans le réseau poreux de certains matériaux est très souvent à l’origine de phénomènes préjudiciables pour la durabilité des constructions du génie civil. C’est en particulier le cas pour le séchage du bois, générateur de fissures et de délaminations aux interfaces de collage, et pour le béton en situation d’incendie où le mouvement d’humidité peut induire des désordres irréversibles (écaillage). Le recours à des modèles prédictifs de ruine des structures nécessite donc la simulation du mouvement d’humidité au sein des matériaux. Ces modèles de transfert de masse et de chaleur sont sophistiqués et nécessitent d’être confrontés à des mesures afin d’être validés. Peu de techniques expérimentales existent pour mesurer les mouvements ou gradients d’humidité dans les réseaux poreux, en particulier en régime transitoire (séchage, incendie). Les techniques existantes sont de plus généralement coûteuses et imposent des conditions sévères de sécurité pour les chercheurs. L’objectif de la thèse est donc de mettre au point un dispositif de mesure de gradients d’humidité basé sur l’imagerie Térahertz. Il s’agit d’une technique de mesure relativement peu onéreuse et permettant de réaliser des mesures en régime transitoire. Un banc expérimental existant sera donc adapté à la mesure du champ d’humidité sur éprouvettes de bois en conditions thermo-hydriques variables, et sur éprouvettes de béton en situation de chauffage. Les résultats constitueront une base de données utile à la compréhension des phénomènes de dégradation des matériaux et seront directement utilisables comme outil de validation de modèles de calcul
The movement of moisture in the porous network of certain materials is very often at the origin of phenomena prejudicial to the durability of the constructions of the civil engineering. This is particularly the case for the drying of wood, which creates cracks and delaminations at bonding interfaces, and for concrete in situations of fire where the movement of moisture can induce irreversible disorders (chipping). The use of predictive models of structural ruin therefore requires the simulation of the moisture movement within the materials. These mass and heat transfer models are sophisticated and need to be confronted with measurements in order to be validated. Few experimental techniques exist to measure moisture movements or gradients in porous networks, especially in transient conditions (drying, fire). Existing techniques are often expensive and impose severe conditions of safety for the researchers. The objective of the thesis is therefore to develop a device for measuring gradients of moisture based on Terahertz imagery. This is a comparatively inexpensive measuring technique and makes it possible to carry out transient measurements. An existing experimental bench will therefore be adapted to the measurement of the moisture field on wood specimens under variable water-moisture conditions and on concrete specimens in a heating situation. The results will constitute a database useful for understanding the phenomena of degradation of materials and will be directly usable as a validation tool for calculation models

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Assy, Ali. "Development of two techniques for thermal characterization of materials : Scanning Thermal Microscopy (SThM) and 2ω method." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0001/document.

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Abstract:

Deux techniques de caractérisation thermique des matériaux et d’analyse du transfert de chaleur aux micro- et nano- échelles ont été étudiées et sont présentées dans ce mémoire. La première technique est la microscopie thermique à sonde locale (SThM). La pointe d’un microscope à force atomique intègre un élément résistif. Utilisée en mode contact, cette pointe, chauffée par effet joule, permet l'excitation thermique localisée de l’échantillon. La détermination des propriétés thermiques de l’échantillon nécessite l'analyse de la réponse de cette pointe avec un modèle du système sonde-échantillon et de son environnement. Un état de l'art général des études réalisées en SThM permet de poser les questions scientifiques actuellement traitées dans le domaine. Une attention particulière est accordée à l'interaction thermique sonde-échantillon. L’étude ici présentée tient compte des propriétés thermiques, de la rugosité et de la mouillabilité de la surface de différents échantillons. Une nouvelle méthodologie est établie pour la spécification du transfert de chaleur échangée par conduction thermique au travers du ménisque de l'eau formé au contact sonde-échantillon. Cette méthodologie est basée sur l'analyse de la dépendance à la température de la sonde des courbes de force-distance obtenues à l'air ambiant. Elle est appliquée à trois sondes de taille, forme et constitution différentes: la sonde Wollaston, la sonde KNT et une sonde en silicium dopé. Quels que soient la sonde et l'échantillon, la contribution du ménisque d’eau à l'interaction est montrée être inférieure à celle de l'air. La conductance thermique au contact solide-solide est déterminée pour différents échantillons. Cela a permis d’identifier le coefficient de transmission de phonons dans le cas de la sonde KNT et des échantillons non-métalliques. La conduction thermique via l’air dépend fortement de la conductivité thermique de l'échantillon. La sensibilité à la conductivité thermique pour les sondes Wollaston et KNT est part ailleurs montrée fortement réduite pour les matériaux de conductivité thermique supérieure à 10 et quelques W.m-1.K-1 respectivement. La seconde technique développée est une méthode d’analyse thermique moins locale nécessitant l’instrumentation de la surface de l’échantillon avec un réseau de sondes résistives filiformes. L’un des fils du réseau, chauffé par un courant alternatif à la fréquence f, a le rôle de source excitatrice continue et à la fréquence 2f de l’échantillon. Un modèle analytique 2D, basé sur le principe des ondes thermiques et développé pour identifier les propriétés thermiques d’échantillons anisotropes est présenté. Des simulations par éléments finis et avec ce modèle ont été utilisées pour dimensionner le montage expérimental et valider la méthode sur un échantillon de silicium pur. Les résultats obtenus à des températures de l’échantillon variant de l’ambiante à 500 K corroborent ceux de la littérature
Two techniques to characterize the thermal properties of materials and to analyze the heat transfer at the micro/nanoscales have been studied and are presented in this manuscript. The first technique is an Atomic Force Microscopy (AFM)-based Scanning Thermal Microscopy (SThM) technique. Operating in its active mode, the AFM probe integrates a resistive element that is electrically heated. Used in AFM contact mode, it allows the localized thermal excitation of the material to be studied. The determination of the sample thermal properties requires the analysis of the probe thermal response through the modeling of the probe-sample system including its surrounding. Through a state of the art of the SThM studies, the current scientific questions and the analytical models used to analyze the probe-sample system are exposed. Special attention is given to the probe-sample thermal interaction that conditions the tip-sample interface temperature. In this work, a new methodology based on the analysis of the dependence of force-distance curves on probe temperature obtained in ambient air has been established. It permits the study and the specification of the heat rate exchanged between probe and sample through thermal conduction through water meniscus. The methodology has been applied with samples with different thermal properties, surface roughness and wettability to three resistive probes different in size and heater configurations: Wollaston, KNT and doped silicon (DS) probes. Whatever the probe and the sample are, the contribution of water meniscus in the probe-sample interaction has been shown to be lower than the one through air. The thermal conductances at the solid-solid contact were determined for various samples. This allowed identifying the phonon transmission coefficient in the case of KNT probe and a nonmetallic sample. The heat conduction through air strongly depends on the sample thermal conductivity. Moreover, the sensitivity to sample thermal conductivity for the Wollaston and KNT probes is shown to be strongly reduced for thermal conductivities larger than 10 and few W.m-1.K-1 respectively. The second technique developed in this thesis is a less local thermal analysis method. It operates by contact, requiring the implementation of the sample with a network of resistive wire probes. One wire of the network is heated by an alternating current at frequency f and has the role of heating source, continuous and at 2f frequency, for the sample. A 2D analytical model, based on the principle of thermal-waves, was developed to identify though the measurements the effective thermal properties of anisotropic samples. Finite element simulations and this model were used to design the experimental set-up and validate the method on a sample of pure silicon. The results obtained at sample temperatures ranging from ambient to 500 K are consistent with literature

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Benchabane, Saïd. "Détermination des coefficients de débit pneumatiques par vidange ou remplissage de réservoir." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD685.

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La norme ISO 6358 spécifie une méthode d'essai et précise une démarche expérimentale à suivre pour la détermination précise des deux coefficients pneumatiques : la conductance sonique C et le rapport de pression critique b. Cette méthode est fondée sur la mesure des pressions et températures en amont et en aval d'un composant pneumatique traversé par un écoulement permanent d'air. Les résultats donnés par cette norme sont précis. Mais elle se révèle onéreuse pour la caractérisation des composants de section de passage importante. La méthode développée ici repose sur la mesure des variations de la pression, de la température et de la masse résiduelle lors de la vidange ou du remplissage d'un réservoir d'air comprimé. Nous avons montré que les transferts thermiques entre l'air et la paroi du réservoir influent de manière non négligeable sur la détermination de ces coefficients. L'étude thermodynamique du processus de vidange et de remplissage nous a conduits à prendre en considération les transferts thermiques sous la forme d'un exposant polytropique plus simple à déterminer expérimentalement. L'utilisation de cette méthode de correction donne des résultats très satisfaisants et montre que cette procédure expérimentale que nous avons testée sur des composants industriels de grandes sections, est aussi précise que la méthode ISO 6358 et peut donc être utilisée avec profit pour la caractérisation industrielle des composants pneumatiques.

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Abboudi, Saïd. "Contribution à l'étude du transfert de chaleur, en régime instationnaire, entre parois et écoulement fluide en convection forcée, dans un conduit soumis à une condition de flux généralisée : approche numérique et détermination des coefficients de transfert "métal fluide" par thermographie infrarouge." Aix-Marseille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX11166.

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Abstract:

Nous presentons une etude de transfert de chaleur ou du coefficient de transfert "solide-fluide", en regime instationnaire, dans un conduit parcouru par un ecoulement laminaire ou turbulent, la face externe de la paroi etant soumise a une condition de flux "generalisee". On propose alors une approche analytique pour l'etude de l'aspect systeme d'un echangeur ainsi qu'une etude numerique par differences finies relative au transfert local de la chaleur en regime instationnaire. Le travail experimental repose sur la mise en oeuvre d'une procedure de determination du coefficient de transfert paroi-fluide et de ses variations spatio-temporelles par thermographie infrarouge

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Kumar, Prashant. "Investigation of Kelvin-like solid foams for potential engineering applications : an attractive set of geometrical and thermo-hydraulic properties." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4730/document.

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Abstract:

Les mousses à cellules ouvertes ont diverses applications industrielles, par exemple pour des échangeurs de chaleur, des réacteurs structurés, la filtration, la catalyse, récepteurs solaires volumétriques en raison de leurs propriétés uniques telles qu'une importante porosité et une surface spécifique élevée. Pour déterminer théoriquement la surface spécifique géométrique et les relations entre les paramètres géométriques de mousses, une corrélation mathématique généralisée a été développée. A cet effet, la géométrie de la tetrakaidecahedron a été utilisé et différentes formes de sections transversales de brins de structures en mousse ont été pris en compte de façon explicite. La corrélation dérivée pour prédire les propriétés géométriques peut facilement être étendue à des formes différentes. Des simulations numériques 3-D à l'échelle des pores ont été réalisées pour étudier la perte de charge et la conductivité effective thermique. L'écoulement du fluide à travers la mousse à cellule ouverte a été réalisé dans trois régimes différents: les régimes de Darcy, transitoire et inertiel. L'importance des propriétés géométriques sur les caractéristiques d'écoulement de fluide et leurs inclusions dans les corrélations proposées pour prédire la perte de charge est discutée. La question « Les paramètres d'Ergun peuvent-ils avoir des valeurs numériques constantes ou non ? » est discutée. Trois différentes corrélations étaient dérivées pour prédire la conductivité thermique effective à la fois isotrope et anisotrope des mousses. Les paramètres géométriques de la matrice de mousse étaient introduits dans les corrélations pour prédire la conductivité thermique effective
Open cell foams have diverse industrial applications e.g. heat exchangers, structured reactors, filtration due to their unique properties such as high porosity and high specific surface area. In order to theoretically determine the geometric specific surface area and relationships between geometrical parameters of isotropic open cell foams, a generalized mathematical correlation was developed. For this purpose the tetrakaidecahedron geometry was used and different shapes of strut cross-sections of foam structures were taken explicitly into account. The derived correlation to predict geometrical properties can be easily extended to different strut shapes. 3-D numerical simulations at pore scale were performed to study the pressure drop characteristics and effective thermal conductivity. Fluid flow through open cell foam was performed in three different regimes: Darcy regime, transition regime and inertia regime. Importance of geometrical properties on fluid flow characteristics and their inclusion in the proposed correlations for predicting pressure drop is discussed. "Can Ergun parameters have constant numerical values or not" is also extensively discussed. Three different correlations were derived to predict the effective thermal conductivity for both, isotropic and anisotropic open cell foams. Geometrical parameters of foam matrix were introduced in the correlations to predict effective thermal conductivity

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Kondjoyan, Alain. "Contribution a la connaissance des coefficients de transfert de chaleur et de matiere a l'interface air-solide. Incidence de la forme des objets et des proprietes de l'ecoulement." Massy, ENSIA, 1993. http://www.theses.fr/1993EIAA0028.

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Abstract:

Une methode basee sur la psychrometrie qui permet de mesurer les coefficients de transfert a l'interface air-solide a ete mise au point. Cette methode est particulierement bien adaptee aux solides de formes complexes. Les aspects theoriques sont decrits et les erreurs liees a la mesure et au traitement des resultats sont discutees. Les coefficients de transfert ont ete mesures a la surface de cylindres elliptiques de trois longueurs et cinq ratios differents. Dans le pilote utilise, la vitesse de l'air etait comprise entre 0,5 ms#-#1 et 2,0 ms#-#1 et l'indice de turbulence de l'ecoulement etait d'environ 12%. Une soufflerie permettant de maitriser la turbulence de l'ecoulement a ete construite. Dans cette installation, l'effet de l'intensite de turbulence, entre 1,5% et 40%, et de la vitesse de l'air entre 0,5 ms#-#1 et 5,0 ms#-#1, sur les coefficients de transfert a ete quantifie. Les solides etudies etaient un cylindre circulaire, un cylindre elliptique et un jambon. Les resultats sont discutes a la lumiere des conditions d'ecoulement existant dans les industries alimentaires

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Abboudi, Saïd. "Contribution à l'étude du transfert de chaleur en régime instationnaire entre parois et écoulement fluide en convection forcée dans un conduit soumis à une condition de flux généralisée approche numérique et détermination des coefficients de transfert métal-fluide par thermographie infrarouge /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376110929.

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Grégoire, Sébastien. "Identification du coefficient de transfert de chaleur à l'interface verre/outils de formage et prise en compte dans la modélisation par eléments finis des procédés de formage de verre." Tese, 2006. http://hdl.handle.net/10216/58555.

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Grégoire, Sébastien. "Identification du coefficient de transfert de chaleur à l'interface verre/outils de formage et prise en compte dans la modélisation par eléments finis des procédés de formage de verre." Doctoral thesis, 2006. http://hdl.handle.net/10216/58555.

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Belhocine, Ali. "ETUDE THERMOMECANIQUE DES DISQUES DE FREIN Application du Code de Calcul ANSYS v11.0." Phd thesis, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00813255.

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Abstract:

L'objet de cette thèse est de présenter une étude du comportement thermomécanique des disques de frein automobiles pour la prédiction de leur tenue en fatigue. La stratégie de calcul numérique est repose sur le code de calcul Ansys v.11. Ce dernier qui est basé sur la méthode des éléments finis et qui possède des algorithmes de gestion du contact avec frottement est utilisé pour simuler dans l'application du freinage le comportement du mécanisme malgré son complexité. Dans un premier temps, est présentée une analyse des phénomènes thermiques opérant dans un disque de frein en service (flux de chaleur généré par frottement, gradients thermiques élevés, élévation de température). Cette modélisation est effectuée en tenant compte l'influence d'un certains nombre de paramètre tel que le type de freinage, le mode de refroidissement, les matériaux de conceptions. Ensuite, une étude purement mécanique du contact sec entre le disque et plaquettes est développée avec une bonne prédiction devient un enjeu majeur pour les industriels tout en modélisant le chargement et les conditions aux limites autours du disque. Nous avons utilisé le même code de calcul pour visualiser les déplacements, les déformations globales dans le disque, les contraintes de cisaillement, les contraintes de Von Mises et les outils de contact des plaquettes tout en effectuant une étude paramétrique telle que ( le module de Young des plaquettes, le coefficient de frottement , le type de chargement , la vitesse de rotation du disque ,..) pour voir sa sensibilité sur les résultats de calcul. Ainsi, les analyses faites sur le comportement thermique et mécanique que de ces prototypes montrent que ces types de solutions technologiques représentent de réelles pistes d'amélioration qui répond au besoin de l'ingénieur en charge de la conception des disques de frein.

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Dissertations / Theses on the topic 'Coefficient transfert chaleur'

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